Животные получили объёмное тело благодаря специальному гену, который помогает клеткам и тканям противостоять силе тяжести.

Устройство живых организмов зависит от того, где они живут, и огромное количество самых разных факторов определяют и строение тела, и физиологию, и поведение – хоть у бактерий, хоть у людей. Среди таких факторов можно выделить самые универсальные, которые легко перечислить: например, температуру среды, или влажность, или концентрацию кислорода в воздухе или воде. Но есть кое-что, о чём вспоминают довольно редко. Речь идёт о силе гравитации, которая действует на всех и всегда. Могла ли она сыграть свою роль в формировании облика живых существ?

Рыба медака, или оризия, которая помогла найти антигравитационный ген. (Фото springer30 / Flickr.com.)

Для правильного формирования органов у животных должен работать ген YAP (на фото – эмбрион морского ежа). (Фото Callista Images / Corbis.)

Биологи довольно давно задаются этим вопросом: так, ещё 100 лет назад Д’Арси Томпсон высказал предположение, что у животных форма тела во многом определяется силой тяжести, и если бы она была на Земле вдвое больше, никакого прямохождения у приматов не выработалось, и вообще все четвероногие были бы коротконогими и передвигались, как ящерицы. По-видимому, эволюция должна была как-то отозваться на гравитационный фактор, но что за молекулярно-клеточные механизмы помогли нам приспособиться к гравитации, удаётся узнать только сейчас.

Макото Фурутани-Сейки (Makoto Furutani-Seiki) вместе со своими коллегами из Университета Бата и при участии исследователей из Японии, Австрии и США сумели найти ген, который отвечает за формирование у животных «трёхмерного» тела. Когда его отключали у рыб, развитие тканей нарушалось, друг относительно друга они располагались неправильно, и всё тело сильно уплощалось в направлении действия гравитационной силы. Если он не работал в культивируемых человеческих клетках, они переставали объединяться в объёмные скопления. В статье в Nature авторы пишут, что этот ген, называемый YAP, служит регулятором молекулярной машины, от которой зависят механические силы в клетках и между ними – правильное распределение таких сил необходимо для создания большинства органов и частей тела. Грубо говоря, благодаря YAP мы можем противостоять гравитации и вообще обладать более-менее объёмным, а не плоским, телом.

Как именно работает антигравитационный ген, как и когда он включается и что за другие гены находятся у него в подчинении, нам ещё предстоит выяснить. Дальнейшие эксперименты здесь не только позволят узнать, почему мы стали выглядеть так, как выглядим сейчас, но и помогут разработать надёжные методы создания искусственных органов. Управляя генетической системой, отвечающей за «объёмность» органа, мы сможем, например, выращивать в лаборатории печень или почку нужных размеров, которые не будут отличаться от настоящих – чтобы потом пересадить их взамен испортившихся.

Автор: Кирилл Стасевич